(57)【要約】【課題】  欠けやすくて、磁気を帯びたガーネットウエハーのような光学部品を超音波洗浄ができず、ピンセットでつかみクリーニングペーパーで汚れを拭き取るという高度の熟練を要する手拭き作業に頼らざるを得なかった。【解決手段】  組成としてネオジウムと鉄とボロンを含む磁石とガーネットウエハーの光学面を対向させて配置した光学部品保持治具を用いることにより、欠けやすくて、磁気を帯びたガーネットウエハーのような光学部品の超音波洗浄とスピン乾燥を可能にした。【選択図】  図２
2005095862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部品を洗浄する洗浄工程の中にアルカリ溶液や水などの洗剤中で被洗浄物としての光学部品に超音波を当てて洗浄する洗浄工程を含む光学部品の洗浄方法において、前記光学部品の少なくとも１つの光学面に、組成としてネオジウムと鉄とボロンを含む磁石または複数の組成としてネオジウムと鉄とボロンを含む磁石を配置して形成した磁石合板を対向させて配置して洗浄することを特徴とする光学部品の洗浄方法。
【請求項２】
光学部品を洗浄する洗浄工程の中にアルカリ溶液や水などの洗剤中で被洗浄物としての光学部品に超音波を当てて洗浄する洗浄工程を含む光学部品の洗浄システムにおいて、被洗浄物としての光学部品を３点支持する光学部品保持治具と、前記光学部品保持治具に被洗浄物としての前記光学部品とその少なくとも１つの光学面に対向させて配置した組成としてネオジウムと鉄とボロンを含む磁石または複数の組成としてネオジウムと鉄とボロンを含む磁石で形成した磁石合板とを配置して洗浄することを特徴とする光学部品の洗浄システム。
【請求項３】
光学部品を洗浄する洗浄工程の中にアルカリ溶液や水などの洗剤中で被洗浄物としての光学部品に超音波を当てて洗浄する洗浄工程を含む光学部品の洗浄方法あるいは洗浄システムに用いることができる光学部品保持治具において、前記光学部品保持治具は、光学部品保持部と磁石保持部と磁石合板保持部のいずれかまたは双方とを有しており、前記光学部品の少なくとも１つの光学面に組成としてネオジウムと鉄とボロンを含む磁石または複数の組成としてネオジウムと鉄とボロンを含む磁石で形成した磁石合板を対向させて配置することができることを特徴とする光学部品保持治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、ファラデー回転子用の磁気を帯びた結晶のような光学部品をも洗浄することができる光学部品の洗浄方法および洗浄システム、ならびにそれに用いることができる光学部品保持治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信では、光アイソレーター（以下、単にアイソレーターあるいはアイソレータともいう）、サーキュレーター、ＷＤＭ、フィルター等の様々なモジュールが使用されるが  これらのモジュールにはガーネット、水晶、方解石等の結晶や多層膜フィルター、プリズム等（以下、これらと小型のレンズのような光学部品や特殊な形状をした光学部品を総称して光学部品ともいう）が組み込まれている。
【０００３】
通常、アイソレータ、フィルター等のモジュールは、たとえば光ファイバーからモジュールに入力された光を、たとえば多層膜フィルター等の光学部品に入力させて、透過、反射、分離、屈折等の光学現象を利用することにより、モジュールの機能を実現させている。フィルター等の表面が汚れていると、光ファイバーからモジュールに入力された光が汚れたフィルター等の表面で減衰したり乱反射したりして結合損失が増大したり、モジュールの機能を損なってしまうことがある。モジュールに用いる光学部品の表面の清浄度はモジュールの品質上きわめて重要である。
【０００４】
このため、これらの光学部品の洗浄には多くの工夫が施されてきた。
【０００５】
従来は、たとえば３本の棒状の支持部品で多数の光学部品を３方向から３点支持をしたり、光学部品を光学部品挿入部を有する光学部品保持治具（前記光学部品保持治具は、ケースと呼称するのが適切な場合もあるが、その場合も、そして、前記のような３点支持をするように棒状の支持部品を組み合わせて構成した保持具も、特に必要な場合を除き光学部品保持治具とも称する）に入れて保持したりして超音波洗浄機で光学部品の汚れを落とし表面を清浄にして後、スピン乾燥機で付着した洗浄液を除去していた。しかし、光学部品の光学面の大きさが８ｍｍ角（すなわち、一辺の寸法が８ｍｍの正方形）以下のような小さいものを洗浄する際にはつぎのような問題があった。すなわち、従来の３点支持をする治具で光学部品を支持して洗浄しようとすると、支持部品で光学部品を確実に支持するには、支持棒の太さをある程度太くする必要があり、この寸法が光学部品の寸法に比較して無視できない寸法になり、支持部品の強度を保つために支持部品をあまり細くすることができないため、超音波洗浄するとき、光学部品の支持部品の陰になった部分に超音波が効果的に当たらずに光学部品の汚れが残ってしまうことが多い。また、従来の品物を保持する保持治具類を使用する場合、洗浄中や洗浄後の乾燥時に光学部品が欠落することがある上に、洗浄の仕上げ工程としてのいわゆる水切り工程、すなわち光学部品に付着した洗浄液を除去する乾燥工程で、洗浄残液を完全に取り去ることが出来ず、そのままでは光学部品の汚れとして残ってしまい、正常なモジュールを構成するのに用いることができない光学部品が多発してしまうという大問題があった。
【０００６】
そのため、実際には、光学部品をモジュールに実装するときに、あるいは洗浄後に、１個ずつ専用のピンセットなどで光学部品を持ち、その表面を溶剤を浸したクリーニングペーパーで拭き上げる拭き作業に頼らざるを得なかった。
【０００７】
また、光学部品には、衆知のように、アイソレータに用いられるファラデー回転子用の結晶の例としての磁気を帯びたガーネット（以下、単にガーネットともいう）のような帯磁性の部品もある。
【０００８】
このファラデー回転子としてのガーネットは、板状に形成され、切断・研磨され、要求される仕様に合わせて板の寸法が決められるが、一般的に、仕上がった厚みは０．４ｍｍ程度である。ウエハーの状態では、一辺の寸法が１０．５〜１１．５ｍｍの四角形に切断された大きさが主流を占めている。
【０００９】
このファラデー回転子として用いられる代表的な結晶の例としての磁気を帯びたガーネットは、その加工工程で、ウエハーの状態で、ウエハーの両側に反射防止膜を形成するが、良い品質の反射防止膜を形成するためには、反射防止膜を蒸着する前にウエハーの表面に付着しているゴミやシミを洗浄等により完全に除去することが極めて重要なことである。
【００１０】
良質のガーネットを歩留まり良く安価に提供するには、多数のガーネットウエハーを超音波を用いた洗浄機によって同時に洗浄することができれば理想的である。
【００１１】
しかし、このガーネットは、欠けやすい性質を有している。たとえば、磁気を帯びたガーネットを洗浄する場合、ガーネットウエハーを従来の方法で洗浄に使用されている洗浄用の治具に取り付け、超音波を用いた洗浄機によってアルカリ洗剤や超純水を用いて洗浄すると、洗浄前についていたゴミは完全に除去されても、新たに、磁性体の細かな粒子（以下、パーティクルともいう）が多数付着してしまい、そのまま反射防止膜を蒸着すると、パーティクルの上に蒸着が施されているため、その部分のみが何らかの理由により脱落して反射防止膜が欠落してしまうという大きな問題がある。
【００１２】
この光学部品の拭き作業は、光学部品を１個ずつピンセットで注意深くつかみ、有機溶剤等をつけたクリーニングペーパーや綿棒で汚れを拭き取る作業で、一辺が１１ｍｍぐらいの大きな光学部品の場合でも高度な熟練を要する難しい時間のかかる作業であるが、特に、表面を清浄にする光学部品が１ｍｍ角前後の非常に小さい場合には、非常に高度な熟練を要し、満足な品質特性を有するように光学部品を洗浄することが出来るようになるためには、少なくとも数ヶ月の訓練が必要であった。この拭き作業は作業効率が悪く、一辺が１１ｍｍ程度の大きな光学部品をパーティクルがほとんどないように拭きあげる作業では、せいぜい１時間に３〜５枚程度しか清浄にすることが出来なかった。
【００１３】
光学部品の洗浄においては、洗剤中で光学部品に付着している汚れを除去する工程は当然重要な洗浄工程であるが、洗浄工程のあとに光学部品に付着している洗剤（超純水も含めて洗剤という）を除去する乾燥工程も洗浄の重要な工程である。
【００１４】
図４は、この乾燥工程に使用される従来のスピン乾燥機の要部をモデル的に示した図である。
【００１５】
図４で、符号１３０１は従来のスピン乾燥機、１３０２はスピン乾燥機１３０１の外枠、１３０３はスピン乾燥機１３０１を構成する回転させることが出来る回転板を有する回転体、１３１０〜１３１３は回転体１３０３の回転板に取り付けられたホルダで被乾燥物としての光学部品（以下、ワークとも称する）を保持した乾燥治具や光学具品保持治具を保持した保持枠（以下、クレードルともいう）（図示せず）を保持するためのホルダ、１３１０ｃ、１３１１ｃ、１３１２ｃ、１３１３ｃはそれぞれホルダ１３１０〜１３１３の側壁、１３１０ａ，１３１０ｂ，１３１１ａ，１３１１ｂ，１３１２ａ，１３１２ｂ，１３１３ａ，１３１３ｂはそれぞれ側壁１３１０ｃ、１３１１ｃ、１３１２ｃ，１３１３ｃに設けられたクレードル設置用溝、１３１５は前記クレードルの位置決めのための支持棒、１３１６は回転方向を示す矢印、１３２０はスピン乾燥機の蓋、１３２３は蓋に設けられた送風口、１３２２は送風口に取り付けられているフィルタである。
【００１６】
図４で、ホルダ１３１０〜１３１３は回転体１３０３にネジなどで固定された状態で保持されている。
【００１７】
図４のようなスピン乾燥機で、洗浄したワークの乾燥を行う際は、ワークを保持した乾燥治具や光学部品保持治具を入れたクレードルに設けられた装着用の突起部（図１７に図示）をホルダ１３１０〜１３１３のそれぞれのワーク設置用溝１３１０ａ，１３１０ｂ，１３１１ａ，１３１１ｂ，１３１２ａ，１３１２ｂ，１３１３ａ，１３１３ｂに挿入してホルダ１３１０〜１３１３のそれぞれに入れて配置した後に、回転体１３０３をたとえば矢印１３１６の方向に回転させることによってスピン乾燥を行う。このとき、回転体に装着されたクレードルの底面は、図１７のように、回転体の回転により与えられる遠心力の方向に直交するように前記ホルダに取り付けられるようになっている。
【００１８】
図５は、ワークの３点支持による保持方法について説明する図である。
【００１９】
図５で、符号１３３１は被洗浄・乾燥物としての洗浄・乾燥されるワーク、１３３２〜１３３４はワーク１３３１を固定するための光学部品支持部品である。
【００２０】
図５で光学部品支持部品１３３２および１３３４は、ワーク１３３１の側面の各辺のおおよそ中央あるいは中央よりも上方（たとえば後述の図８参照）に配置されており、光学部品支持部品１３３３はおおよそ光学部品支持部品１３３２と１３３４を結ぶ直線の垂直２等分線上の光学部品側面に配置されている。また、ワーク１３３１は光学部品支持部品１３３２〜１３３４の一部のみと接触して位置が固定されている。
【００２１】
図５において、ワーク１３３１を洗浄・乾燥する際にはワークを固定するための光学部品支持部品１３３２〜１３３４の接触面積が可能な限り小さい方が良いとされている。
【００２２】
図６〜図８は、従来の光学部品の支持方法の例を説明するための図で、図６は１本の光学部品支持部品の斜視図、図７は図６の光学部品支持部品を図６の直線Ｙ１−Ｙ２で切った断面から光学部品支持部品を見た斜視図、図８は図６の光学部品支持部品を光学部品支持治具に組み上げたものでワークを保持している状態を説明するための図である。
【００２３】
図６〜図８で、符号１３４０は光学部品支持部品、１３４１は光学部品支持部品１３４０を構成する支柱、１３４２は支柱１３４１の端部に設けられたネジ、１３４３は光学部品支持部品１３４０を構成する支持板、１３４１ａ，１３４１ｂは支柱１３４１の溝に入れた支持板１３４３をカシメによって固定しているカシメ部分、１３４４は支持板１３４３に形成されたＶ字溝である。
【００２４】
図６および図７に示した光学部品支持部品１３４０には支柱１３４１の先端部にネジ１３４２が設けられており、図示しないが、複数本の光学部品支持部品１３４０を支持部品取り付け枠に光学部品を保持するのに適当な間隔で固定できるように形成して洗浄・乾燥用の光学部品保持治具が構成されている。また、支持板１３４３はテフロン（アメリカ合衆国デュポン社の商標）で形成されており、ある程度の弾力性を有しており、形状が図示の如くＶ字型の溝を有するノコギリの刃状に形成されている。
【００２５】
図８で、ワーク１３３１は、水平方向に２つとそれに直交する方向の１つの計３つの方向から３つの光学部品支持部品１３４０の支持板１３４３のＶ字形の溝部分１３４４によって支えられている。
【００２６】
図６〜図８を用いて説明したような光学部品支持部品を用いてワーク１３３１を固定した場合、支持板１３４３のワークを支持する部分がＶ字型の溝形状に形成されているために、ワーク１３３１は３方の側面の上下の稜線部分だけが支持板１３４３のＶ字型の溝に支持される形で支持板１３４３との接触面積が比較的小さいように固定される。
【００２７】
しかし、図６〜図８を用いて説明したような光学部品支持部品１３４０の支持板１３４３は、テフロンで光学部品を支持していることなどから、一辺が１０ｍｍ以上のワークしか固定することが出来ず、これ以下の小さいワークに関しては別の方法で固定するしかなかった。
【００２８】
図９および図１０は光学部品支持部品の図６〜図８を用いて説明した例とは別の例を説明する図で、図９は１本の光学部品支持部品の斜視図、図１０は図９の光学部品支持部品３本によってワークが固定されている状態を説明するための図である。
【００２９】
図９および図１０で、符号１３５０は光学部品支持部品、１３５１は光学部品支持部品１３５０を構成する支柱、１３５３は支柱１３５１に設けられたワークを固定するためのＶ字形の溝である。
【００３０】
図９で、支柱１３５１は円柱形であり、直径はφ６ｍｍ〜１０ｍｍである。また、溝１３５３は一定の間隔で支柱１３５１に設けられている。
【００３１】
図１０で、ワーク１３３１は支柱１３５１に形成された溝１３５３の部分にワーク１３３１の一部を入れることによって固定されている。この場合、図中のワーク１３３１の左右の辺は、中央より少し上の方を支持されている。
【００３２】
図１１は、ワーク１３３１が光学部品支持部品によって固定されているときのワークと支持部品の接触状態を説明するための図であり、図９の矢印１３５４の方向から見た図である。
【００３３】
図１１でワーク１３３１は、その角部が支柱１３５１に形成された溝１３５３が作る斜面に接することによって固定されている。
【００３４】
図９および図１０を用いて説明したような光学部品支持部品を用いてワークを固定した場合、支柱１３５１が円筒形に構成されているため、溝１３５３の部分も断面が円形となっており、ワークとの接触面積は極めて少なくて済む。
【００３５】
しかし、ワークの一辺が８ｍｍ以下である場合、図１１のように支柱１３５１がワークに非常に近い位置にある状態でワークを固定するため、洗浄する際にワークに支柱１３５１の影になる部分が生じるため、超音波を効果的にワークに当てることが出来ず、洗浄自体がうまくいかないという欠点があった。
【００３６】
以上説明したように、ワークが小さい場合は光学部品支持部品によってワークを固定できなかったり、固定できた場合でもワークを効果的に洗浄することが出来ないという大きな問題があった。
【００３７】
そのため、通常、ワークを洗浄・乾燥する際には、ワークを、ワークを入れる凹部を有する洗浄治具に収納した後に、洗浄・乾燥治具をクレードルなどに入れて洗浄・乾燥する方法が採られている。
【００３８】
図１２は、従来の洗浄・乾燥治具の斜視図である。
【００３９】
図１２で、符号１３５５は従来の洗浄・乾燥治具、１３５６はワークを入れるための光学部品挿入部である。光学部品挿入部１３５６は穴状になっており、穴の底部の周辺部はそこに挿入した光学部品を保持するための光学部品載置枠１３５６ａとその内側に洗浄液を通過させるための貫通孔１３５６ｂが設けられている。この貫通孔１３５６ｂの直径はワークより十分小さく、光学部品載置枠１３５６ａの中央部に設けられている。
【００４０】
図１３〜図１５は、磁気を帯びたガーネットの、従来の光学部品保持治具を用いた洗浄の問題点について説明する図である。符号１３３１ａは、被洗浄光学部品としての厚みが０．４ｍｍで一辺の寸法が１０．５ｍｍの四角形に切断されたガーネットウエハー、１３５０ａは光学部品保持治具、１３５０ｂは保持枠である。
【００４１】
図１３は、図９〜図１１で説明した光学部品支持部品１３５０を被洗浄物である光学部品１３３１の大きさに適した間隔に保持枠１３５０ｂに取り付け、光学部品支持部品１３５０の溝１３５３に光学部品１３３１を装着して後、装着した光学部品１３３１が洗浄・乾燥工程中に脱落しないような状態に各光学部品支持部品１３５０の間隔を微調整して保持枠１３５０ｂに固定した状態の従来の光学部品保持治具１３５０ａを示す図で、図１４は、図１３の光学部品保持治具を真上から見たものを拡大した平面図、図１５は、光学部品保持治具に装着したガーネットウエハーの配置を説明する図で、光学部品支持部品を省略し、ガーネットウエハーのみを示した図である。
【００４２】
図１３〜図１５は、洗浄液の超音波による振動がガーネットウエハーに効果的に当たるように、光学部品支持部品１３５０に設けられている溝１３５３に一つおきにガーネットウエハー１３３１ａを装着したものである。
【００４３】
前記の寸法形状の光学部品を従来の方法で超音波洗浄によって洗浄する場合、図１３に示したような３点支持による保持方法によってガーネットウエハーを光学部品保持治具１３５０ａに装着して、アルカリ洗剤中での超音波洗浄と超純水中での超音波洗浄を適宜繰り返し、スピン乾燥によって乾燥するという一連の洗浄工程でガーネットウエハーを洗浄する。
【００４４】
本発明の発明者らは、ワークとして、従来は超音波洗浄で洗浄することは無理と考えられている前記のような形状と寸法のガーネットウエハーを光学部品保持治具１３５０ａに装着して超音波洗浄することができないかどうかを調べるため、ガーネットウエハーを図１３〜図１５の光学部品保持治具１３５０ａに装着し、洗剤と超音波の条件を種々変えて実験してみた。
【００４５】
図１６は、洗剤としてアルカリ洗剤を用いた洗浄槽と、超純水を用いた洗浄槽とで、それぞれ、超音波の周波数を変えて繰り返し洗浄し、スピン乾燥機で乾燥した結果を暗視野顕微鏡で撮影し、白と黒を反転させて示した写真である。  図１６で、符号１３３１ｂはガーネットウエハー１３３１ａに付着した前記のパーティクル、１３３１ｃはガーネットのパーティクル１３３１ｂのない部分である。
【００４６】
図１６から、ガーネットに非常に多くのパーティクル１３３１ｂが付着しているのがわかる。そして、ガーネットウエハーの周囲の支柱１３５１に形成された溝１３５３に支持されていた角の部分には何カ所かの欠けが生じていた。
【００４７】
図１６のパーティクル１３３１ｂの成分等を調べた結果、パーティクル１３３１ｂはガーネットと同じ成分を有していた。前記のように、ガーネットウエハーは欠けやすい性質を有しており、そのため、支柱１３５１に形成された溝１３５３の表面とガーネットウエハーの接触部分が超音波洗浄中に振動してぶつかり合い、ガーネットウエハーの角の部分が欠けてパーティクルになったものと推定される。
【００４８】
ガーネットウエハー１３３１ａに付着したパーティクル１３３１ｂの数を少なくしようとして、繰り返し洗浄したところ、洗浄の回数を増やすにしたがってパーティクル１３３１ｂの数が増えてしまい、治具を種々代えてもパーティクル１３３１ｂの数を実用レベルまで減らすことはできなかった。
【００４９】
さらに、図１２のような洗浄・乾燥治具にガーネットを入れて洗浄しても、前記パーティクルの付着を防ぐことができなかった。
【００５０】
このような事情はガーネットを用いたファラデー回転子のメーカーでは大きな問題になっており、未だ解決されておらず、ガーネットの洗浄作業から手拭き作業を省くことができないとされているのが現状である。
【００５１】
図１７は従来のスピン乾燥機を説明するための断面図である。
【００５２】
図１７において、符号１０１０はスピン乾燥機の回転体、１０１１は回転体１０１０を回転させるときの回転軸、１０１２ａ，１０１２ｂ，１０１３ａ，１０１３ｂは回転体１０１０と回転軸１０１１を連結・固定する固定ネジ、１０１４，１０１５は乾燥するワークを入れて保持する洗浄・乾燥治具、１０１６，１０１７はワークを載置し保持する洗浄・乾燥治具１０１４，１０１５を載置するクレードル、１０１８ａ，１０１９ａはクレードルの突起部を保持するホルダ、１０２０は回転体の上部枠、１０１８ｂ、１０１９ｂはホルダ１０１８ａ，１０１９ａに設けられたクレードル吊り下げ用の溝、１０１８，１０１９はクレードルの突起部でホルダ１０１８ａ，１０１９ａの溝１０１８ｂ、１０１９ｂに入れてホルダ１０１８ａ，１０１９ａにクレードル１０１６，１０１７を保持する連結ピン，１０２１〜１０２４は回転体１０１０の回転時にクレードルを支えるためにホルダ１０１８ａ，１０１９ａに取り付けられている支持棒、１３７０は回転板である。
【００５３】
図１７で、クレードル１０１６，１０１７は、洗浄・乾燥治具の上面部分１０１４ａ，１０１５ａが（洗浄・乾燥治具が平行平板のとき、前記クレードルの底面が）回転軸１０１１の回転中心となる中心軸線Ａ１−Ａ２に平行になるように、かつ、前記中心軸線Ａ１−Ａ２を中心に描いた仮想の円筒の洗浄・乾燥治具の上面部分１０１４ａ，１０１５ａの中央における外側面の接平面（図示せず）に平行になるように、さらに、回転体１０１０の中心軸線であるＡ１−Ａ２に対して対称に配置されており、洗浄・乾燥治具に載置した光学部品を洗浄後、回転軸１０１１を中心にして回転体全体を回転させることによって洗浄した光学部品に残った洗浄液を除去して光学部品を乾燥させるようになっている。
【００５４】
しかし、図１７を用いて説明したような従来の乾燥方法では、洗浄液をワークから完全に洗浄液の残りを除去することが出来ず、残った水分が多層膜フィルターなどのワークにシミなどを作ってしまうため、良好な洗浄・乾燥が出来なかった。特に、光学部品が小さい場合には、この欠点は光学部品の仕上がりに致命的なものである。
【００５５】
もちろん、ワークがガーネットのような欠けやすくて磁気を帯びた部品の場合には、このスピン乾燥によって、図１６に示したパーティクルを除去することはできなかった。
【００５６】
そのため、従来は残った水分や付着物を除去するために、多層膜フィルターなどのワークを、たとえばピンセットで注意深くつかみ、クリーニングペーパーで水分を拭き取る手作業を必要としていた。
【００５７】
図１８および図１９は従来の光学部品の洗浄・乾燥方法における残留洗浄液や磁性体の付着物等のふき取り方法について説明するための模式図である。
【００５８】
図１８および図１９において、符号４００はワーク、５０１は綿棒、５０２，５０３は綿棒５０１の端部、５０４は綿棒の動く方向を示す矢印、５１０はハンドラップ、５１１は有機溶剤、５１２はハンドラップの皿部、５１３はピンセット、５１４は管である。    図１８で、ハンドラップ５１０の内部には有機溶剤５１１が入っており、有機溶剤５１１は管５１４を毛管現象によって皿部５１２まで浸み届くため、綿棒５０１の端部５０２もしくは５０３に適量の有機溶剤５１１を付けることが出来る。
【００５９】
図１９で、ワーク４００をたとえばピンセット５１３によってつまみ、有機溶剤をしみこませた綿棒５０１の端部５０２もしくは５０３を矢印５０４の方向へ動かしながら、ワーク４００の光学面４０１と４０２を拭いて清浄にすることが出来る。
【００６０】
また、綿棒５０１に有機溶剤を付けないでワーク４００をふき、水分や付着物をワーク４００から除去することも出来る。
【００６１】
図１８および図１９を用いて説明したような洗浄・乾燥方法は、図４〜図１５を用いて説明したような方法では洗浄・乾燥出来ないものの洗浄・乾燥に用いられることが多い。しかし、一辺が８ｍｍ以下の、たとえば１．４ｍｍ角のような非常に小さいワークをピンセットで掴みながら水分をふき取ったり、一辺が８ｍｍ以上の大きなワークでも、ワークとしてのガーネットウエハーに付着した前記のような多くの磁性付着物を拭き取る作業は非常に困難な作業である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００６２】
以上説明したように、磁気を帯びた光学部品の洗浄は、洗浄前に光学部品についていた非磁性の汚れを洗剤等により除去できた場合でも、磁性体の付着物の除去は難しく、しかも、洗浄中に光学部品自体が欠けて小さなパーティクルを発生させ、それが被洗浄物の光学部品に付着してしまう前記例のような場合には、超音波洗浄機による洗浄ができず、手作業の拭き作業に頼らざるを得なかった。
【００６３】
また、従来の洗浄・乾燥治具を用いた洗浄方法では、特に、被洗浄物の光学部品が小さい場合には、洗浄する多層膜フィルターなどのワークに水分が残ってしまい、良好な洗浄を施された清浄な多層膜フィルターを得ることができず、結果として、残った水分を除去するために多層膜フィルターなどのワークをピンセットでつかみクリーニングペーパーで残留洗浄液により生じたシミや水分を拭き取る手作業を必要としていた。
【００６４】
清浄にするワークが非常に小さいとき、あるいは付着したパーティクルが微粉で数も多いとき、ワークをピンセットでつかみクリーニングペーパーで汚れを拭き取る作業は、極めて高度な熟練を要し、満足した品質特性を得るためには、数ヶ月の作業者トレーニングが必要であった。また、この拭き作業を収得しても作業効率が悪く、一辺が１１ｍｍ程度の大きな光学部品をパーティクルがほとんどないように拭きあげる作業では、１時間にせいぜい３〜５枚程度しか清浄にすることが出来なかった。
【００６５】
そのため、従来のような、長時間の作業者トレーニングが不可欠な熟練を要する作業を必要とせず、かつ、作業効率が良く、一度に多数の光学部品を洗浄・乾燥することが出来て、モジュールの機能を満足に発揮できるような良好な状態の光学部品を得ることが出来る洗浄方法の実現が強く望まれていた。
【００６６】
本発明はこのような点に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、長時間の作業者トレーニングが不可欠な熟練を要する拭き作業に頼らずに、かつ、作業効率良く、磁気を帯びたガーネットのような光学部品を、アイソレータなどのモジュールに使用した際にモジュールとしての機能を満足に発揮できるような良好な状態に洗浄することができる洗浄方法および洗浄システムならびに洗浄に用いることができる光学部品保持治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００６７】
本発明は前記の課題を解決せんとしてなされたものである。
【００６８】
本発明の請求項１に記載の光学部品の洗浄方法は、光学部品を洗浄する洗浄工程の中にアルカリ溶液や水などの洗剤中で被洗浄物としての光学部品に超音波を当てて洗浄する洗浄工程を含む光学部品の洗浄方法で、前記光学部品の少なくとも１つの光学面に組成としてネオジウムと鉄とボロンを含む磁石または複数の組成としてネオジウムと鉄とボロンを含む磁石を配置して形成した磁石合板を対向させて配置して洗浄することを特徴とする光学部品の洗浄方法である。
【００６９】
本発明の請求項２に記載の光学部品の洗浄システムは、光学部品を洗浄する洗浄工程の中にアルカリ溶液や水などの洗剤中で被洗浄物としての光学部品に超音波を当てて洗浄する洗浄工程を含む光学部品の洗浄システムで、被洗浄物としての光学部品を３点支持する光学部品保持治具と、前記光学部品保持治具に被洗浄物としての前記光学部品とその少なくとも１つの光学面に対向させて配置した組成としてネオジウムと鉄とボロンを含む磁石または複数の組成としてネオジウムと鉄とボロンを含む磁石で形成した磁石合板とを配置して洗浄することを特徴とする光学部品の洗浄システムである。
【００７０】
本発明の請求項３に記載の光学部品保持治具は、光学部品を洗浄する洗浄工程の中にアルカリ溶液や水などの洗剤中で被洗浄物としての光学部品に超音波を当てて洗浄する洗浄工程を含む光学部品の洗浄方法あるいは洗浄システムに用いることができる光学部品保持治具で、前記光学部品保持治具は、光学部品保持部と磁石保持部と磁石合板保持部のいずれかまたは双方とを有しており、前記光学部品の少なくとも１つの光学面に組成としてネオジウムと鉄とボロンを含む磁石または複数の組成としてネオジウムと鉄とボロンを含む磁石で形成した磁石合板を対向させて配置することができることを特徴とする光学部品保持治具である。
【発明の効果】
【００７１】
以上説明したように、本発明は、従来は手拭き工程を使わなければ到底洗浄することができなかったファラデー回転子用のガーネットウエハーのような欠けやすくて磁気を帯びた光学部品や小型の光学部品の超音波洗浄・スピン乾燥を、手拭き工程を併用せずに、一度に大量に短時間で高い品質で行うことができるようになり、洗浄コストの大幅な低減、洗浄品質の著しい向上をもたらすことができ、工業上多大な効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の例について説明する。なお、説明に用いる各図は本発明の例を理解できる程度に各構成成分の寸法、形状、配置関係などを概略的に示してある。そして本発明の説明の都合上、部分的に拡大率を変えて図示する場合もあり、本発明の例の説明に用いる図は、必ずしも実施例などの実物や記述と相似形でない場合もある。また、各図において、同様な構成成分については同一の番号を付けて示し、重複する説明を省略することもある。
【００７３】
本発明の光学部品保持治具、洗浄方法、洗浄システムの特に顕著な特徴は、前記のように、光学部品と組成としてネオジウムと鉄とボロンを含む磁石（以下，単に磁石ともいう）を対向配置したところにあり、磁気を帯びたガーネットのような光学部品をも極めて高度な熟練を有する手拭き作業に頼らずに洗浄することができる光学部品保持治具、洗浄方法、洗浄システムを提供するものである。
【００７４】
先ず、本発明の前記の特徴を有する実施の形態の理解を深めるため、光学部品を保持した光学部品保持治具を取り扱うのに便利なクレードルについて説明する。
【００７５】
図１は、洗浄や乾燥工程において従来用いられているクレードルについて説明する図である。図１中の（Ａ）はクレードルを上方から見た図、（Ｂ）はクレードルを手前から見た図、（Ｃ）はクレードルを右側方から見た図で、点線８０１〜８０４でそれらの対応する位置関係を示してある。
【００７６】
図１で、符号８００はクレードル、８１１〜８１４はクレードルの側壁、８２０と８２１は側壁８１２と８１３の下部につけられているピン、８３０はクレードル８００をもつときに用いる取っ手部分、８５２〜８５４はそれぞれ側壁８１１〜８１４の内側の下方（すなわち、クレードルの底部）に設けられた支柱、８５１は洗浄・乾燥治具を載置する載置部で支柱８５２〜８５４に固定されているである。クレードル８００は、たとえばステンレス鋼製のものを用いることができる。
【００７７】
図１で、光学部品を保持した洗浄・乾燥治具をクレードル８００に入れて洗浄した光学部品のスピン乾燥を行う場合、洗浄・乾燥治具を載置部８５１の上に載置して、クレードルをスピン乾燥機に装着する。載置部８５１は、これに限定されないが、クレードルの下方、たとえばピン８２０，８２１の位置よりわずかに上に形成しておき、平行平板の洗浄・乾燥治具を用いる場合は、スピン乾燥機の回転体に装着した状態のクレードルの底面と載置部８５１と平行平板の洗浄・乾燥治具の表面と裏面がすべて平行になるように形成しておくと取扱上好都合である。
【００７８】
つぎに、磁気を帯びた板状のガーネットウエハーを、図６〜図１１を用いて説明した光学部品支持部品を用いて図８や図１０，図１１のように３点支持し、アルカリ洗剤中で超音波洗浄を行い、次に超純水で超音波洗浄を行うという洗浄工程を適宜繰り返し、清浄に洗浄することができる本発明の洗浄原理の一つについて説明する。
【００７９】
ファラデー回転子に使用するガーネットは、通常はウエハーの状態でウエハーの両面に反射防止膜を蒸着してファラデー回転子に加工されて用いられるが、この反射防止膜を蒸着するにあたって、ウエハーの反射防止膜を蒸着する面から、その表面に付着しているゴミやシミを洗浄により除去することが重要である。
【００８０】
しかし、前記のように、磁気を帯びたガーネットウエハーの場合は、従来のアルカリ洗剤や超純水による超音波洗浄では、非磁性の付着物を完全に洗浄することができているにもかかわらず、多数のガーネットの微粉であるパーティクルが付着してしまい、しかも、洗剤や超音波の条件などを如何に選択しても、また、洗剤を一回ごとに新しいものに取りかえても、このパーティクルのないガーネットウエハーを得ることができなかった。
【００８１】
図２は、本発明の洗浄原理を説明する図で、超音波洗浄槽の洗剤中に、被洗浄光学部品としてのガーネットウエハーの光学面と磁石を対向して配置した例を示す図である。図中、ガーネットウエハーと磁石を保持している光学部品保持治具ならびに保持枠を省略して図示していない。
【００８２】
図２で、符号５１は被洗浄光学部品としてのガーネットウエハー、５１ａと５１ｂはガーネットウエハー５１の光学面、５２は磁石、５２ａは磁石５２のガーネットウエハー５１の光学面５１ａまたは５１ｂに対向して配置された表面である。各磁石に記したＮとＳはそれぞれ磁石のＮ極側とＳ極側を示している。
【００８３】
超音波洗浄によるこのようなきれいなガーネットウエハーの洗浄結果は、従来では全く得られたことがなかった。従来は、ガーネットウエハーの洗浄は前記のように超音波洗浄では無理で手拭き作業に頼らざるを得ないと思われていたことと比較すると、本発明の洗浄方法、その方法を用いた洗浄システムが、従来とは全く異なる技術思想による新規の洗浄方法と洗浄システムであり、その効果が極めて顕著であることが明らかである。そして、本発明の洗浄方法で用いる、光学部品の被洗浄面と磁石または磁石合板などの磁極面とを対向させて配置する光学部品保持治具も洗浄用の治具として新規のものであることは前記の説明から明らかである。
【００８４】
３点支持の保持治具のような光学部品保持治具を作成し、図２のようにガーネットウエハー５１と磁石５２を配置して、アルカリ洗剤中と超純水中で超音波洗浄を適宜繰り返し、スピン乾燥による乾燥を行って後、図１６の場合と同様な暗視野顕微鏡を用いて、ガーネットウエハー５１の光学面のパーティクルの存在など清浄さを調べた。洗浄条件としては、超音波の有無、超音波洗浄の超音波の振動数などを種々変えて、洗浄結果を調べた。
【００８５】
第１の洗浄例として、洗浄工程に超音波を用いないで洗浄した場合は、前記パーティクルの存在有無を問題にするまでもなく、従来から洗浄の対象になっていた磁性の付着物以外の汚れを落とすことができず、ガーネットウエハー５１の光学面の有効な洗浄ができなかった。
【００８６】
第２の洗浄例として、洗浄工程で、ガーネットウエハー５１の光学面に磁石を対向して配置せずに超音波洗浄を行い、通常の汚れを落として後、図２のようにガーネットウエハー５１と磁石５２を配置して、アルカリ洗剤中、超純水中で、超音波を用いずに所定時間放置して、乾燥後の光学面の前記パーティクルの存在を調べた結果、通常の汚れを落とすことはできたが、光学面に多くのパーティクルが付着した状態であった。
【００８７】
第３の洗浄例として、図２のようにガーネットウエハー５１と磁石５２を配置して、アルカリ洗剤中で第１回目の超音波洗浄を行い、続いて超純水中で第２回目の超音波洗浄を行い、続いてアルカリ洗剤中で第３回目の超音波洗浄を行い、続いて超純水中で第４回目の超音波洗浄を行って、スピン乾燥機によって乾燥し、乾燥後の光学面の前記パーティクルの存在を調べた結果、通常の汚れを落とすことができ、さらに、光学面の付着パーティクルの数を大幅に減少されることができた。
【００８８】
図3は、前記本発明の洗浄・乾燥によるガーネットウエハーの磁石合板に対向して配置した光学面を、図１６の場合と同様の条件で暗視野顕微鏡で撮影し、白と黒を反転させて示した写真である。図3で、符号５１ｃは、ガーネットウエハー５１の、前記ガーネットウエハーの欠けによって生じたパーティクルのない部分である。
【００８９】
図3と図１６にはそれぞれ３００μｍを示すスケールが記入されているが、このようにスケールを同じにした場合、図１６には従来の洗浄方法による洗浄でどうしても除去できなかった極めて多くのガーネットのパーティクル１３３１ｂが付着していたのに対して、図3にはガーネットのパーティクルの付着が全く見られないことがわかる。
【００９０】
超音波洗浄によるこのようなきれいなガーネットウエハーの洗浄結果は、従来では全く得られたことがなかった。従来は、ガーネットウエハーの洗浄は前記のように超音波洗浄では無理で手拭き作業に頼らざるを得ないと思われていたことと比較すると、本発明の洗浄方法、その方法を用いた洗浄システムが、従来とは全く異なる技術思想による新規の洗浄方法と洗浄システムであり、その効果が極めて顕著であることが明らかである。そして、本発明の洗浄方法で用いる光学部品保持治具も洗浄用の治具として新規のものであることは前記の説明から明らかである。
【００９１】
磁石あるいは磁石合板に用いる磁石として、磁石表面に接触して測定したときの磁束密度が高い方が好ましく，弱い磁石を用いても前記効果を得ることは困難である。特に強い磁石として、前記のように，組成としてネオジウムと鉄とボロンを含む磁石すなわちネオジウム・鉄・ボロン磁石があり、磁束密度が１３，０００Ｇ以上も可能であり、一般に行われているように、防錆コーティングを行って使用することが好ましい。
【００９２】
以上、欠けやすくて磁気を帯びた光学部品の例としてのガーネットウエハーを良好な反射防止膜を蒸着することができる状態に超音波洗浄によって洗浄することができる本発明の洗浄方法、洗浄システム、それに用いることができる光学部品保持治具について、その実施の形態例を説明したが、本発明はこれに狭く限定されるものではないことは自明である。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
以上説明したように、本発明は、従来は手拭き工程を使わなければ到底洗浄することができなかったファラデー回転子用のガーネットウエハーのような欠けやすくて磁気を帯びた光学部品や小型の光学部品の超音波洗浄・スピン乾燥を、手拭き工程を併用せずに、一度に大量に短時間で高い品質で行うことができるようになり、洗浄コストの大幅な低減、洗浄品質の著しい向上をもたらすことができ、光通信部品の洗浄に限らず、磁気を帯びた光学部品の洗浄に広く適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】クレードルについて説明する図で、（Ａ）はクレードルを上方から見た図、（Ｂ）はクレードルを手前から見た図、（Ｃ）はクレードルを右側方から見た図である。
【図２】本発明の洗浄原理を説明する図で、被洗浄光学部品としてのガーネットウエハーの光学面と磁石の配置の例を説明する図である。
【図３】本発明の洗浄方法によって洗浄したガーネットウエハーの光学面を、暗視野顕微鏡で撮影し、白と黒を反転させて示した写真である。
【図４】従来のスピン乾燥機の要部をモデル的に示した斜視図である。
【図５】ワークの３点支持による保持方法について説明する図である。
【図６】光学部品支持部品の例を説明するための図で、光学部品支持部品１本の斜視図である。
【図７】図６の光学部品支持部品を直線Ｙ１−Ｙ２の位置で切った断面を斜めから見た図である。
【図８】図６の光学部品支持部品３本でワークを保持している状態を説明するための図である。
【図９】光学部品支持部品の例を説明するための図で、光学部品支持部品一本の斜視図である。
【図１０】図９の光学部品支持部品３本でワークを保持している状態を説明する図である。
【図１１】ワークと支持部品の接触状態を説明するための図である。
【図１２】従来の洗浄・乾燥治具の斜視図である。
【図１３】従来の光学部品保持治具を用いた洗浄方法について説明する斜視図である。
【図１４】従来の光学部品保持治具を用いた洗浄方法について説明する平面図である。
【図１５】従来の光学部品保持治具を用いた洗浄方法について説明する図である。
【図１６】従来の洗浄方法によって洗浄したガーネットウエハーの光学面を、暗視野顕微鏡で撮影し、白と黒を反転させて示した写真である。
【図１７】従来のスピン乾燥機を説明するための断面図である。
【図１８】従来の光学部品の洗浄・乾燥方法における残留洗浄液の手拭き作業を説明する模式図である。
【図１９】従来の光学部品の洗浄・乾燥方法における残留洗浄液の手拭き作業を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００９５】
１３０１：スピン乾燥機
１０１０，１３０３：回転体
１３７０：回転板
８００，１０１６，１０１７：クレードル
８３０：取っ手部分
１０１４，１０１５，１３５５：洗浄・乾燥治具
１０１８ａ，１０１９ａ，１３１０〜１３１３：ホルダ
１０１８ｂ，１０１９ｂ：溝
１０２１〜１０２４，１３１５：支持棒
５０４，１３１６：矢印
５１，１３３１ａ：ガーネットウエハー
５１ａ，５１ｂ：光学面
５１ｃ，１３３１ｃ：ガーネットのパーティクルのない部分
５２：磁石
５２ａ：被洗浄光学面に対向して配置された磁石の表面
１３５０ａ：光学部品保持治具
１３５０ｂ：保持枠
１３３２〜１３３４，１３４０，１３５０：光学部品支持部品
１３５６：光学部品挿入部
１３５６ｂ：貫通孔
４００，１３３１：ワーク（光学部品）
５０１：綿棒
５０２，５０３：端部
５１０：ハンドラップ
５１１：有機溶剤
５１２：皿部
５１３：ピンセット
５１４：管
１０１１：回転軸
１０１２ａ，１０１２ｂ，１０１３ａ，１０１３ｂ：固定ネジ
１０２０：上部枠
１０１８，１０１９：連結ピン
１３１０ｃ、１３１１ｃ、１３１２ｃ、１３１３ｃ：側壁
１３１０ａ，１３１０ｂ，１３１１ａ，１３１１ｂ，１３１２ａ，１３１２ｂ，１３１３ａ，１３１３ｂ：クレードル設置用溝
１３３１ｂ：ガーネットウエハーのパーティクル
１３５３：光学部品支持部品１３５０の溝
１３５６ａ：光学部品載置枠
Ｎ：磁極のＮ極
Ｓ：磁極のＳ極
【図１】
2005095862.tif 000003
【図２】
2005095862.tif 000004
【図３】
2005095862.tif 000005
【図４】
2005095862.tif 000006
【図５】
2005095862.tif 000007
【図６】
2005095862.tif 000008
【図７】
2005095862.tif 000009
【図８】
2005095862.tif 000010
【図９】
2005095862.tif 000011
【図１０】
2005095862.tif 000012
【図１１】
2005095862.tif 000013
【図１２】
2005095862.tif 000014
【図１３】
2005095862.tif 000015
【図１４】
2005095862.tif 000016
【図１５】
2005095862.tif 000017
【図１６】
2005095862.tif 000018
【図１７】
2005095862.tif 000019
【図１８】
2005095862.tif 000020
【図１９】
2005095862.tif 000021